直流电源有正、负两个电极，正极的电位高，负极的电位低，当两个电极与电路连通后，能够使电路两端之间维持恒定的电位差，从而在外电路中形成由正极到负极的电流。
单靠水位高低之差不能维持稳恒的水流，而借助于水泵持续地把水由低处送往高处就能维持一定的水位差而形成稳恒的水流。与此类似，单靠电荷所产生的静电场不能维持稳恒的电流，而借助于直流电源，就可以利用非静电作用（简称为“非静电力”）使正电荷由电位较低的负极处经电源内部返回到电位较高的正极处，以维持两个电极之间的电位差，从而形成稳恒的电流。因此，直流电源是一种能量转换装置，它把其他形式的能量转换为电能供给电路，以维持电流的稳恒流动。

直流电源中的非静电力是由负极指向正极的。当直流电源与外电路接通后，在电源外部（外电路），由于电场力的推动，形成由正极到负极的电流。而在电源内部（内电路），非静电力的作用则使电流由负极流到正极，从而使电荷的流动形成闭合的循环。

表现电源本身的一个重要特征量是电源的电动势，它等于单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时非静电力所作的功。当电源给电路提供能量时，所供给的功率P等于电源的电动势E与电流I两者的乘积,P=E I。电源的另一个特征量是它的内电阻(简称内阻)R0，当通过电源的电流为I时,电源内部损耗的热功率（即单位时间内产生的焦耳热）等于R0I。

当电源的正、负两极没有连通时,电源处于断路（开路）状态，这时电源两电极之间的电位差在量值上即等于电源的电动势。在断路状态下，不发生非电能与电能的相互转换。当把负载电阻接到电源的两极上以构成闭合回路时，通过电源内部的电流从负极流到正极，这时，电源所提供的功率E I等于输送到外电路的功率U I（U是电源正极与负极之间的电位差）与内电阻中损耗的热功率R0I之和，E I=U IR0I。于是，当电源向负载电阻提供功率时，电源两极间的电位差U=E-R0I。

当用另一个电动势较大的电源接到电动势较小的电源上，正极接正极，负极接负极（例如用直流发电机对蓄电池组充电）时，在电动势较小的电源内部，电流是从它的正极流到负极的，这时，外界向电源输入电功率U I，它等于电源中单位时间内储存的能量E I与内电阻中损耗的热功率R0I之和，U I=E IR0I。于是，当外界向电源输入功率时，外界加到电源两极之间的电压应为U=ER0I。

当电源的内电阻可以忽略不计时，可以认为电源的电动势在量值上近似地等于电源两极间的电位差或电压。

为了取得较高的直流电压，常将直流电源串联使用，这时总电动势为各电源的电动势之和，总内阻也为各电源内电阻之和。由于内阻增大，一般只能用于所需电流强度较小的电路。为了取得较大的电流强度，可以将等电动势的直流电源并联使用，这时总电动势即为单个电源的电动势，总内阻为各电源内电阻的并联值。

高频开关直流电源系统适用于大型发电厂、水电厂、超高压变电站、无人值守变电站作为控制、信号、保护、自动重合闸操作、事故照明、直流油泵、，各种直流操作机构的分合闸，二次回路的仪表，自动化装置的控制交流不停电电源等用电装置的直流供电电源。

高频开关直流电源的单线原理：

高频开关直流电源由充电屏、馈线屏、蓄电池及直流电压变换器四个单元组成。充电机屏由若干电源模块和微机监控系统组成，单柜（屏）最大配置160A，若需要更大的输出电流可实现多机柜（屏）并联。馈线屏配有微机绝缘在线监察装置，当某一馈出支路发生接地事故时可显示出某地支路编号及接地电阻。电池屏内可选配微机蓄电池巡检装置，随时对蓄电池状态进行监控。直流电压变送器可采用高频直流变送器，当合闸母线在180-300V电压变动时控制线母线的输出电压都能牢牢地稳定在220V。